Химия молекул и материалов

Научно-образовательный центр
«Химия молекул и материалов»
Директор центра:
профессор, доктор химических наук, членкорреспондент РАН
Федюшкин Игорь Леонидович
Нижний Новгород, 2015
История развития научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Научно-образовательный центр
«Химия молекул и материа-лов»
образован
в
2014
г.
путем
реформирования
научно-исследовательской
лаборатории
«Химия
металлоорганических соединений».
Данная
лаборатория
была
образована на кафедре химии НГПУ,
основанной в 1922 г.
Научно-исследовательская
работа активно начала развиваться с
1965 г., когда начали выполняться
первые хоздоговорные работы.
2
История развития научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Научные исследования в
лаборатории
велись
по
комплексной
теме
«Синтез,
реакционная
способность
и
применение металлоорганических
соединений», которые представляют интерес в теоретическом,
прикладном и в образовательном
отношении.
За время существования
лаборатории были подготовлены 2
докторские диссертации и 15
диссертаций на соискание ученой
степени кандидата химических наук.
3
Основные направления деятельности
научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
1. Синтез и изучение строения и
реакционной способности координационных
соединений.
2. Получение новых типов органических
производных металлов, обладающих уникальной
реакционной
способностью
по
отношению
к
органическим соединениям.
4
Состав научного коллектива
научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Федюшкин Игорь Леонидович
профессор, доктор химических наук, членкорреспондент РАН, директор центра
Жильцов Сергей Федорович
профессор, доктор химических наук, главный научный
сотрудник
Макаров Валентин Михайлович
доцент, кандидат химических наук, ведущий научный
сотрудник
Дружкова Ольга Николаевна
доцент, кандидат химических наук, старший научный
сотрудник
Орлов Николай Александрович
доцент, кандидат химических наук, старший научный
сотрудник
Лесин Андрей Владимирович
студент, младший научный сотрудник
Егиазарян Татевик Артюшевна
магистрант, младший научный сотрудник
Фролов Евгений Алексеевич
студент, младший научный сотрудник
Разборов Данила Александрович
младший научный сотрудник
Соколов Владимир Геннадьевич
младший научный сотрудник
Уливанова Елена Алексеевна
аспирант, младший научный сотрудник
Шутихина Наталья Ивановна
магистрант, младший научный сотрудник
Курбатова Ирина Петровна
лаборант.
5
Место научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
в образовательных программах вуза
Металлоорганическая
наука
возникла
на
стыке
неорганической и органической химии. Проводимые исследования
обеспечивают подготовку квалифицированных специалистов в
области этих двух классических разделов химической науки,
способствуя
формированию
умений
интегрировать
знания
соответствующих
дисциплин,
их
преемственности.
Кафедра химии за годы своего существования превратилась
в учебно-научный центр по подготовке высококвалифицированных
специалистов.
НОЦ «Химия молекул и материалов» стал приемником
достижений научно-исследовательской лаборатории кафедры химии
в области внедрения полученных результатов в образовательных
программах вуза.
Разработаны и апробированы несколько образовательных
курсов (например: «Химия МОС»).
6
Участие студентов в работе
научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
В научной работе активно участвуют студенты. Научные
исследования студенты выполняют, начиная со второго курса, по
индивидуальному
плану
под
руководством
опытных
преподавателей на правах сотрудничества. Некоторые из
студентов имеют совместно с научными руководителями
публикации, успешно выступают с докладами на научных
конференциях
молодых
ученых.
Лучшие
выпускники
рекомендуются в аспирантуру.
7
Реальные и потенциальные партнеры
научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Партнерами НОЦ «Химия молекул и материалов»
являются Институт металлоорганической химии имени
Г.А.Разуваева РАН, химические кафедры ННГУ имени
Н.И.Лобачевского, МПГУ (Москва), РГПУ (С.-Петербург),
МГТУ им. Баумана, а также техническим университетом г.
Берлина
8
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Научное направление поддержано Минобрнауки РФ в виде
единого заказ-наряда (1997-2013 гг.), Международным научным
фондом, РФФИ и Министерством промышленности и инноваций
Нижегородской области (2009-2014 гг.), с 2014 г. исследования
выполняются при поддержке Министерства образования и науки РФ
(Проект
№
1587:
Синтез
и
исследование
свойств
элементоорганических комплексов переходных и непереходных
металлов), выполняемый в течение трех лет на общую сумму 15 млн.
рублей, а также гранты РФФИ и Министерства промышленности и
инноваций Нижегородской области 13-03-97092 р_поволжье_а
«Новые примеры связей металл-металл в элементоорганических
соединениях» 2013-2014 гг на сумму 840 тыс. рублей и 15-43-02568
р_поволжье_а «Аценафтен-1,2-дииминовые производные редкоземельных
металлов: одно- и двухэлектронные восстановители для химического
синтеза» 2015-2017 гг на сумму 1 млн. 500 тыс. руб.
9
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Работа в НОЦ «Химия молекул и материалов»
осуществляется по двум направления:
1. Синтез и исследование свойств новых соединений со
связью
металл-металл
в
элементоорганических
соединениях.
2. Получение биоразлагаемого полимера.
10
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Координационные соединения металлов
N
N
N
N
N
H
CH2
H 2N
CH
C
OH
O
OH
H
H
H
O
H
OH
координация
ОРГАНИЧЕСКИЕ
ВЕЩЕСТВА
O
OH
МЕТАЛЛ
O
NH
N
N
HN
Прямая связь металл-углерод –
атрибут
металлоорганических
соединений.
11
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
1,2-Бис[(2,6-диизопропилфенил)имино]аценафтен –
лиганд с переменной «степенью окисления»
Nitrogen lone pairs to coordinate
metals or to add proton
Pr-i
i-Pr
N
Pr- i
N
i-Pr
Conformational rigid
diimine system
Conjugated -system an electron tank
12
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Восстановление dpp-BIAN щелочноземельными металлами
Ar
N
N
Ar
dpp-BIAN
M
THF
Ar
N
M
N
O
Ar =
n
Ar
M = Mg, Ca, Sr, Ba
I. L. Fedushkin, A. A. Skatova, V. A. Chudakova, G. K. Fukin, S. Dechert,
H. Schumann, Eur. J. Inorg. Chem., 2003, 3336.
13
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Присоединение С-Н кислот
Ar
N
N
Mg(THF)3
H
Ph
Ar
1. THF
2. toluene
Ar
N
Mg
N
Ar
H
Mg-N(1) 2.355, Mg-(2) 2.045 Å
O
O
Ph
I. L. Fedushkin, N. M. Khvoinova, A. A. Skatova, G. K. Fukin, Angew. Chem. Int. Ed., 2003, 42, 5223.
14
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Полилактид – биологически разлагаемый полимер
Методы получения:
H3C
O
O
металлокомплексный
катализ
O
O
O
O
O
лактид
CH3
CH 3
O
O
CH3
O
O
O
CH3
CH 3
n
полилактид
15
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Аценафтен-1,2-дииминовые комплексы магния – катализаторы
полимеризации лактидов в растворе и расплаве
O
(S)
O
O
Mg-TEMPO
O (S)
(S)
O
L-лактид
O
O
O (S)
O (S)
O
O (S)
O
n
Поли-rac-лактид
16
Основные результаты деятельности научнообразовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Пищевые контейнеры, наволочки, оболочки лекарственных препаратов,
эндопротезы и многое другое
«Nature or Petrochemistry?—Biologically Degradable Materials»
S. Mecking Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 1078.
17
Стратегия развития
Научно-образовательного центра
«Химия молекул и материалов»
Научно-исследовательская
и
учебновоспитательная работа – единый и важный процесс
деятельности сотрудников НОЦ «Химия молекул и
материалов».
Наука
создает
тот
базис,
ту
интеллектуальную среду, без чего невозможна подготовка
квалифицированного специалиста.
18